Tragwerksuntersuchungen im Beyer-Bau
Inhaltsverzeichnis
Projektdaten
| Titel | Title Tragwerksuntersuchungen im Beyer-Bau | The Beyer-Bau in the test Förderer | Funding Staatsbetrieb Sächsisches Immobilien- und Baumanagement, Niederlassung Dresden II, Sachgebiet Hochbau 2, Dresden Zeitraum | Period Seit 01.2017 (fortlaufend) Leiter | Project Manager Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Manfred Curbach (Institut für Massivbau, TU Dresden), Bearbeiter | Contributors Dipl.-Ing. (FH) Sabine Wellner, Dr.-Ing. Torsten Hampel, Versuchsdurchfühung | Test execution Tino Jänke, Maik Patricny, Andreas Thieme, Heiko Wachtel, Bernd Wehner |
Bericht aus dem Jahrbuch 2019
BAUFORTSCHRITT IM BEYER-BAU
Die Sanierung sowie der Umbau des Beyer-Baus sind in vollem Gang! Nachdem das OML in den vergangenen Monaten bereits eine Vielzahl an Material- und Bauteilprüfungen durchgeführt hat ,werden derzeit Wände, Böden und Einbauteile zurückgebaut.
Bauarbeiten im Beyer-Bau
Baubegleitend, unterstützend sowie vorbereitend hat das Otto-Mohr-Labor die experimentelle Ermittlung der Tragsicherheit von Bauteilen für die anvisierte Nutzung der Räume weitergeführt. So wurden Belastungstests an einem Unterzug sowie an Deckenkonstruktionen durchgeführt. Anhand eines individuell ausgearbeiteten Messkonzepts wurde der aktuelle Bauteilzustand während einer experimentellen Belastungsprüfung bewertet.
Die nachzuweisende Last von 7,34 kN/m² für Decken bzw. 10,34 kN/m² für Unterzüge setzt sich aus Eigenlast und Verkehrslast inkl. Teilsicherheitsbeiwerte zusammen. Die Flächenlast wurde über jeweils vier Einzellasten über ein Trägersystem zusammengefasst und die Kraft mit einem Hydraulikzylinder angesteuert, der mit einer Kraftmessdose gekoppelt war. Die belastungsbedingten Durchbiegungen wurden mit induktiven Wegaufnehmern gemessen. Die Prüfziellasten wurden bei allen Lastfällen ohne Probleme oder Beeinträchtigungen des Tragwerkes erreicht. Es stellten sich lediglich erwartungsgemäß Risse ein, jedoch in geringem Umfang. Die nach Entlastung verbleibenden Rissbreiten liegen im Zehntelmillimeterbereich. Beschädigungen oder optische Veränderungen des Unterzugs bzw. Decken selbst oder der angrenzenden Bauteile wurden nicht beobachtet.
Widerlagerkonstruktion im Kellergeschoss
Des Weiteren wurden auch die Materialuntersuchungen fortgeführt. So wurden die Zugfestigkeit von Bewehrungsstahl aus Decken und Unterzügen, die Karbonatisierungstiefe und der Chloridgehalt des Betons von Deckenflächen bestimmt. Für die bevorstehende Betonsanierung wurde zudem die Oberflächenzugfestigkeit des Betons ermittelt. Auch im 40 Meter hohen Turm des Observatoriums wurden umfangreiche Materialuntersuchungen in Form von Bohrkernentnahme zur Bestimmung der Betondruckfestigkeit, Sondierungen zur Ermittlung der Karbonatisierungstiefe und Zugversuche zu Bestimmung der Abreißfestigkeit durchgeführt.
Im Rahmen der fortschreitenden Sanierung des Beyer-Baus wird die Verstärkung der Unterzüge mit Carbonbeton, als Alternative zum Abbruch und Neubau, geplant. Ziel ist es, den historischen Bestand zu erhalten und eine wirtschaftliche Sanierung zu ermöglichen.
Bericht aus dem Jahrbuch 2018
WEITERFÜHRUNG DER TRAGWERKSVERSUCHE IM BEYER-BAU
Das Otto-Mohr-Laboratorium hat auch im Jahr 2018 eine Vielzahl an Material- und Bauteilprüfungen in Vorbereitung auf die bevorstehende Sanierung des Beyer-Baus durchgeführt. So wurden beispielsweise Lagebestimmungen und Aufmaße von Tragstrukturen, Bewehrungssuchen, Haftzugprüfungen zur Bestimmung der Oberflächenzugfestigkeit und diverse Prüfungen an Stahl und Beton erbracht.
Messtechnikaufbau unter der Gewölbedecke im Ostflügel
Neben den Materialuntersuchungen und -prüfungen wurden auch in diesem Jahr experimentelle Belastungsversuche durchgeführt. So wurde unter anderem die Gewölbedecke über dem Kellergeschoss an zwei exemplarisch ausgewählten Stellen beprobt. Für die zukünftige Nutzung sollte der Lastfall zum „Einsatz eines handbewegten und handgeführten Gabelhubwagens als Transporteinheit“ abgebildet werden. In der Versuchsplanung wurde eine Belastung in Höhe von 3 t (Eigenlast 0,5 t zzgl. maximaler Zuladung von 2,5 t) festgelegt. Unter Berücksichtigung eines Teilsicherheitsbeiwertes ergab sich eine Versuchsziellast von 4,5 t. Aufgrund der lastverteilenden Gewölbewirkung und dem damit einhergehenden günstigen Lastabtrag wurde die Versuchslast als Punktlast im Viertelspunkt des Gewölbebogens angesetzt. So sollte die ungünstigste Laststellung dargestellt und geprüft werden. Die Punktlast wurde auf zwei Lasteinleitungsstellen aufgeteilt. Der Abstand der beiden Punkte betrug 1,2 m und entspricht somit dem Radachsabstand eines handelsüblichen Gabelhubwagens. Die Radaufstands- bzw. Lasteinleitungsfläche wurde mit 20 x 20 cm gewählt. Im Südflügel erfolgte die Lasteinleitung längs und im Ostflügel quer zur Spannrichtung des Gewölbes.
Es wurden insgesamt jeweils sieben Belastungszyklen sowie die Beanspruchung der Decken unter einer 20-minütigen Dauerlast durchgeführt, um das Tragverhalten der Gewölbedecken schrittweise und auch bei wiederholter Einwirkung beurteilen zu können. Während der Belastungsprüfung der Decken wurden Durchbiegungen im Zehntelmillimeterbereich gemessen. Dabei wurden keine nennenswerten plastischen Verformungen, Abplatzungen oder Verschiebungen im Mauerwerksverband festgestellt, welche auf eine sofortige und bleibende Schädigung der Decken hingedeutet hätten. Im Rahmen der experimentellen Belastungsversuche konnte festgestellt werden, dass die Gewölbedecken über dem Kellergeschoss über eine Tragfähigkeit verfügen, die über das geforderte Maß hinausgehen.
Bericht aus dem Jahrbuch 2017
THE BEYER-BAU IN THE TEST
Der Beyer-Bau ist ein Wahrzeichen der TU Dresden
In der Zeit um 1900 waren die Studierendenzahlen in Dresden so angestiegen, dass der Campus der damaligen Technischen Hochschule ein neues Domizil brauchte. Stadt und Staat stellten daraufhin das Areal, auf dem sich heute der Hauptcampus der TU Dresden befindet, als Baugelände zur Verfügung. Damals wurde auch das heute Beyer-Bau genannte Gebäude am Fritz-Förster-Platz als eines der ersten in Dresden in Eisenbetonbauweise geplant und gebaut. Bis heute gestaltbestimmend ist vor allem der 40 Meter hohe Turm des Observatoriums des Geodätischen Instituts. Mittlerweile ist der Beyer-Bau in die Jahre gekommen. Im August 2016 mussten alle Nutzer ausziehen, damit eine umfassende Sanierung stattfinden kann.
Belastungseinrichtung zur Prüfung eines Unterzugs
Im Dezember 2016 fand eine erste orientierende Stahlentnahme in einem Unterzug über dem Erdgeschoss statt. Entnommen wurde einer von vier Stäben der Biegezugbewehrung. Es handelte sich um einen glatten Rundstahl mit einem Durchmesser von ca. 30 mm. Im Otto-Mohr-Laboratorium wurden zwei zentrische Zugversuche an dem in zwei Hälften geteilten Bewehrungsstab durchgeführt. Die Verformungsmessung erfolgte mit einem digitalen optischen Messsystem. Die nahezu identischen Arbeitslinien zeigten einen typischen Verlauf für Bewehrungsstähle. Bei 356 N/mm² wurde die Streckgrenze erreicht. Dieser Wert liegt deutlich über der charakteristischen Streckgrenze, die für Rundstähle aus jener Zeit angesetzt werden darf. Ab 1,5 % Dehnung begann der Stahl, sich deutlich zu verfestigen. Die Maximalspannung betrug 565 N/mm², die zugehörige Dehnung 16,6 %. Bei 30,5 % Dehnung versagte das Material bei einer Spannung von 453 N/mm². Damit wurde in Punkto Festigkeit und Duktilität ein für die damalige Zeit sehr leistungsfähiger Stahl verwendet, der nicht weit von den heutigen Anforderungen entfernt ist. Des Weiteren wurden 2017 zwei Belastungstests an jeweils einem Unterzug über dem ersten und dem zweiten Obergeschoss durchgeführt. Bei beiden Unterzügen wurden die Prüfziellasten bei allen Lastfällen ohne Probleme und ohne Beeinträchtigung des Tragwerkes erreicht. Es stellten sich lediglich erwartungsgemäß Risse ein, jedoch in geringem Umfang. Die nach Entlastung verbleibenden Rissbreiten liegen im Zehntelmillimeterbereich. Beschädigungen oder optische Veränderungen der Unterzüge selbst oder der angrenzenden Bauteile wurden nicht beobachtet. Aktuell finden von Seiten des OML Arbeiten zur Bewehrungsortung an mehreren Unterzügen im Gebäude statt.